안녕하세요. 김상규 전문가입니다.
Q. 장비 설계에서 통합 자동화 시스템을 구축하는 방법
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.장비 설계에 있어서 통합 자동화 시스템을 구축하는 방법의 관점으로 정리해보면첫째가장 기본적으로 대상이 되는 프로세스에 대한 치밀한 분석이 우선이고그에 가장 알맞은 자동화 기술을 선택하는 과정입니다.둘째결국 장비가 자동제어 시스템을 통해 돌아가야 하므로장비와 제어시스템의 통합을 이뤄야 하는데일반적으로 SCADA 시스템이나 PLC 시스템을 통해 구성됩니다.셋째최근 실시간 데이터 처리 및 분석, IoT 기술 활용을 위해엣지 컴퓨팅 기술을 접목시킵니다.넷째자동화 과정에 있어 인공지능을 통한 범위 확장과 자동화를 실현합니다.자동화 시스템이라는 말은결국 최근에 추구하는 마지막 지점인스마트 팩토리 와도 일맥상통한다 하겠습니다.스마트 팩토리라 하면인공지능 (AI)과 로봇을 활용하여 공장 내 설비와 기계에 센서 (IoT)가 설치되어 데이터가 실시간으로 수집, 분석되면서팩토리 내의 전체적인 상황이 관찰되고,자동으로 분석해서 알아서 컨트롤 하는 공장을 말하는데요.팩토리 내 모든 기계설비에 센서부탁을 통한 데이터 수집그 데이터를 인공지능 알고리즘 통한 분석(이 분석과정에서 결국 머신러닝, 딥러닝이 적용됩니다)분석 데이터 기반으로 팩토리내 기계설비를 제어최종적으로 기계설비 제어 결과를 또 데이터화 하여 수집/ 분석하여지속적 개선하게 되는 완전 자동화 공장 되겠습니다.
Q. 컴퓨터, 코딩은 언제부터 배우는게 효과적인가요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.코딩이란 것이어차피 프로그램을 작성하는 과정으로프로그래밍 언어를 써서 컴퓨터가 이해할 수 있는 코드를 작성하는 것인데요2025년 부터는초등 중등 교육과정에 코딩교육이 의무화 되었습니다.그만큼 빨리 시작할 수록 거부감이 없이 접할 수 있는 부분인데요.기본적으로 대화가 가능한 수준부터는말을 이해할 수 있기 때문에그 때부터는 컴퓨터 기본적으로 끄고 켜고타자치는 거 자판외우고 하는 것이 가능하니문서작성 프로그램 같은 건 쉽게 습득이 가능합니다.그 때부터는 기본적인 코딩 경우는 아주 쉽게 가능하게 되기에머리속에서 복잡하게 이뤄지는 문제들을알고리즘으로 표현하고그에 따른 코딩을 할 때 복잡한 부분들을 부분부분 나눠서 생각할 수 있게 사고력을 향상 시킬 수 있으므로최소 초등학교 부터는 가능하고 점점 더 그 효과는 배가 될 것으로 판단됩니다.
Q. 기계 설계 할때 품질 개선을 위한것은 어떤것이 있을까요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.말씀대로기계가 제대로 설계가 되야 품질향상 및 생산성 향상들이 실현될 수 있습니다.기계설계 과정에 있어서 품질개선을 위한 부분을 생각해본다면결론적으로 기계의 성능, 안정성 등이 보장되어야 하겠지요.품질개선을 위한 설계의 요소를 간단히 보면첫째설계 사양의 명확한 정립을 통해기술적/ 비기술적 요구사항을 모두 고려해서 설계까 되야합니다둘째기계장치가 제공하게될 기능 및 사용자입장에서 요구하는 사항들이 명확히 정의가 되어여정확한 설계가 이뤄질 수 있습니다.셋째제품 신뢰성 및 생산비용 절감을 위해재료의 적절한 선택 및 제조공정을 선택하여 기계의 성능향상 및 내구도 향상을 꾀합니다.넷째아주 중요한 단계로설계된 기계의 시뮬레이션 단계입니다이 테스트를 통해 장치의 문제를 판별하고 개선하여 최종적인 생산 제품의 품질을 보장하고 개선 가능합니다.번 외로기계설계 뿐 아니라 최종 제작된 후 생산의 과정에 있어서도품질관리시스템을 구축하여제조 및 시험 단계에서도 표준화된 방법/도구를 활요하여품질 유지 활동의 효율성을 높이도록 해야합니다.
Q. 반도체 제조용 초정밀 리소그래피 장비에서 나노미터급 정밀도를 유지할 수 있는 방법
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.나노미터급 정밀도를 위한 최적화 관점에서서보제어장치는웨이퍼를 정확하게 필요한 위치에 배치하고정밀한 움직임을 제어하는 정밀 스테이지가 나노미터급 제어가 가능해야합니다.여기서 고정밀 모터와 센서를 통한 웨이퍼 위치 및 움직임의 정확한 제어가 요구되고이것은 패턴을 전사하는 과정에서의 에러를 감쇠시킵니다.또한 장비안정성 유지 및 패턴 전사과정의 오류를 최소화하기위해기계적 진동 과 열변형이 최소화 가능한 구조로 설계되야하는 점도 중요합니다.광학시스템 에서는칩의 정밀 및 집적도 상승을 위한 극자외선 기술 즉 EUV 기술을 통한짧은 파장사용을 통한 정밀한 회로 패턴 형성이 구현되야하고고정밀렌즈, 빈사경 등의 사용으로 , 빛의 파장, 각도, 초점을 정밀 조절 가능해야 합니다.그 외 기본적으로 광학 부품들의 가공정확도와 품질은 기본적인 사항으로 되야합니다.
Q. 터보펌프의 캐비테이션 현상을 최소화하기 위한 방법에 대해 질문드립니다.
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.캐비테이션 형상은결국 유체의 압력상태가 증기압 이하로 떨어질 때 발생하는 것으로이를 방지하기 위해 설계가 이뤄져야 합니다.유로 설계에 있어서 주안점은급격한 곡률에 따른 유체 흐름 불안정 방지를 위해 곡률을 부드럽게하고펌프의 용량 및 유체흐름 속도에 알맞은 유로의 관경이 설정되야합니다.또한 유로 내 표면이 거칠경우에도 기포발생에 따른 캐비테이션이 발생가능하므로 표면처리도 중요하고유로가 펌프 회전축과 대칭적으로 배치되게 하여 유체흐름을 최적화시키고만일의 캐비테이션 발생 시 충격을 견딜 수 있는 강도로 설계되야 합니다.임펠러 관점에서 보면유체 유입 시 압력손실을 최소화하기위해 입구가 부드럽게 설계되고펌프 용량 및 유체속도에 알맞은 크기로 설계되어야만 유체흐름을 방해하지않으며특히 임펠러 곡률을 적절히 설계해서 유체흐름의 불안정을 방지해야합니다.유로와 마찬가지로 거친표면은 캐비테이션 유발 원인이 되므로표면처리 또한 깔금하게 되야 합니다.